JP4995998B2 - 車両用ホイールおよび車両用ホイールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、リムに中空状の空洞部が形成された車両用ホイールおよびその製造方法に関するものである。

リムに中空状の空洞部が形成された車両用ホイールとしては、リムアウターウエルに周方向に沿って中空チャンバ（空洞部）を成形したホイールが提案されている（例えば、特許文献１）。そして、その中空チャンバ（空洞部）の成形方法として、リムの外表面から径方向外方へ突出した環状フランジを周方向に沿って成形し、該環状フランジをリムアウターフランジ（表側フランジ）側へ折り曲げ加工し接合することによって、リムに中空チャンバ（空洞部）が形成された車両用ホイールを成形する方法が開示されている。

特開２００４−９０９２５号公報（段落番号[００２５]、図７参照）

一般的に車両用ホイールは、そのリムの表側に、エアバルブを装着するためのバルブ孔が形成される。しかし、上記した特許文献１にかかる車両用ホイールの場合には、図７（Ａ）のように、リムの表側ビードシートの径方向内方に空洞部８１が周成されていることから、該空洞部８１を貫通するようにバルブ孔８２を形成しなければならない。そして、タイヤ気室および空洞部８１の気密性を確保するために、図７（Ｂ）のように、バルブ孔８２の二箇所に、所定のシール部材１１２，１１３を配するエアバルブ１１１を装着することを要する。このため、エアバルブの構造およびその取付構造が複雑化したり、エアバルブの装着作業が繁雑化してしまう。

また、バルブ孔８２は空洞部８１を貫通するように形成されることから、該バルブ孔８２を加工する際に切り粉が空洞部８１内に入り易い。このようにしてホイールの内部に切り粉が残留することは品質上好ましくない。

本発明は、リムに中空状の空洞部が形成された車両用ホイールおよびその製造方法に関し、リムへのエアバルブの装着構造を簡略化すると共に、バルブ孔の加工時に生ずる切り粉が空洞部内に入り込んで残留することを抑制する車両用ホイールおよびその製造方法を提案するものである。

本発明にかかる車両用ホイールは、タイヤのビードを支持する表側および裏側のビードシートと、該表側ビードシートの径方向内方に設けられエアバルブを装着するためのバルブ孔と、をリムに備える車両用ホイールにおいて、前記表側ビードシートの径方向内方に中空状の空洞部と中実状の非空洞部とがホイールの周方向に連続して設けられ、前記非空洞部は前記バルブ孔の孔断面よりも広い断面を持つと共に該非空洞部に該バルブ孔が設けられていることを特徴とする。

かかる構成は、非空洞部にバルブ孔が設けられていることから、空洞部にバルブ孔が設けられたホイールに比して、気密性を確保するためのシール構造が複雑にならず、エアバルブの装着構造を簡略化することができる。また、非空洞部の形状次第では、一般的な車両用ホイールに用いるエアバルブを用いることも可能となる。

上述した本発明の車両用ホイールにおいて、バルブ孔の中心軸方向におけるリムの厚さは、空洞部よりも非空洞部の方が小さい構成が提案される。かかる構成は、駄肉による重量増を抑制できる。また、空気圧センサ付きのエアバルブを取り付ける場合に、バルブ孔が形成される部位の厚さを小さくして重量を軽減することから、比較的重いエアバルブによってホイールの重量バランスが偏ることを抑制することができる。

また、この構成の車両用ホイールにおいて、非空洞部は、タイヤ気室側が減肉された形状である構成が提案される。かかる構成は、意匠面のデザインに影響を与えることなくホイールの重量バランスの偏りを抑制することができる。また、空気圧センサ付きエアバルブがリムからタイヤ気室側にはみ出す量を小さくして、タイヤの組付け性が低下することを抑制できる。

尚、バルブ孔にエアバルブを固定または着座するための座面が形成される場合には、非空洞部は座面よりも広い断面を持つことが好ましい。

一方、上記した本発明にかかる車両用ホイールの製造方法は、タイヤのビードを支持する表側および裏側のビードシートと、該表側ビードシートの径方向内方に設けられエアバルブを装着するためのバルブ孔と、をリムに備える車両用ホイールの製造方法において、リムの外表面から径方向外方へ全周に亘って突出する環状の縦壁を形成し、リムの外表面から径方向外方へ突出しバルブ孔の孔断面よりも広い断面を持つ凸部と該凸部よりも外径が小さい凹部とをリムの表側フランジと前記縦壁との間にホイールの周方向に連続して形成する工程と、前記縦壁をリムの表側フランジ側へ折り曲げて該縦壁の端部を該表側フランジに全周に亘って接合することにより、折り曲げられた縦壁で構成される表側ビードシートと、折り曲げられた縦壁および前記凹部で構成される中空状の空洞部と、前記凸部で構成される中実状の非空洞部と、を形成する工程と、前記非空洞部に前記バルブ孔を切削加工で形成する工程と、を順次実行することを特徴とする。

かかる製造方法によれば、非空洞部にバルブ孔を形成することから、空洞部にバルブ孔を形成する製造方法に比して、気密性を確保するためのシール構造が複雑にならず、エアバルブの装着構造を簡略化することができる。また、非空洞部の形状次第では、一般的な車両用ホイールに用いるエアバルブを用いることも可能となる。さらに、非空洞部にバルブ孔を形成することから、切削加工で発生する切り粉が空洞部内に入り込んで残留することを抑制できる。

本発明の車両用ホイールは、表側ビードシートの径方向内方に中空状の空洞部と中実状の非空洞部とがホイールの周方向に連続して設けられ、非空洞部はバルブ孔の孔断面よりも広い断面を持つと共に非空洞部にバルブ孔が設けられていることから、空洞部にバルブ孔が設けられたホイールに比して、気密性を確保するためのシール構造が複雑にならず、エアバルブの装着構造を簡略化することができる。

本発明の車両用ホイールの製造方法は、非空洞部にバルブ孔を形成することから、空洞部にバルブ孔を形成する製造方法に比して、気密性を確保するためのシール構造が複雑にならず、エアバルブの装着構造を簡略化することができる。また、非空洞部にバルブ孔を形成することから、切削加工で発生する切り粉が空洞部内に入り込んで残留することを抑制できる。

本発明にかかる車両用ホイール１の縦断面図である。 図１中のＬ−Ｌ断面図である。 図１中のＸ部を拡大した拡大縦断面図である。 バルブ孔４１にエアバルブ１０１を装着する過程を示す説明図である。 （Ａ）鋳造工程および段部加工工程終了後の中間成形体５１と、（Ｂ）折り曲げ加工工程と、（Ｃ）接合工程および切削加工工程終了後の車両用ホイール１を示す説明図である。 別例の車両用ホイール６１の、図２と同様に表される横断面図である。 従来構成の、空洞部８１を有する車両用ホイール７１に形成したバルブ孔８２に、エアバルブ１１１を装着する過程を示す説明図である。

本発明にかかる車両用ホイール１を図１〜３に従って説明する。この車両用ホイール１は、アルミニウム合金を鋳造することにより一体成形されたものであり、車軸が連結されるディスク２と、タイヤが装着されるリム３とを備える。そして、車両用ホイール１にタイヤＴが装着されると、リム３と該タイヤＴとにより密閉された環状のタイヤ気室Ｗが形成される。尚、本実施例の説明において、車両に装着された場合に視認される側の面を意匠面といい、意匠面側を表側、意匠面の反対側を裏側という。また、車両用ホイール１の中心軸線ＣＬと直交する径方向に沿って、該中心軸線ＣＬへ向かう方向を径方向内方といい、逆向きを径方向外方という。

ディスク２は、略円盤状のハブ取付部４と、該ハブ取付部４の外周縁から径方向外方へ放射状に設けられた複数のスポーク部５とを備えている。ここで、ハブ取付部４には、その中央にハブ孔１７が設けられ、該ハブ孔１７の外側に周方向（ホイールの周方向）で互いに均等間隔となる位置に複数のボルト孔１８が設けられている。また、互いに隣り合うスポーク部５の間に飾り孔６が夫々に形成されている。

また、リム３は、その表側および裏側の両端にタイヤＴのビードＶａ，Ｖｂを側方から保持する表側フランジ１０，裏側フランジ１１が形成されている。そして、これら表側フランジ１０，裏側フランジ１１に連成されるように、タイヤＴのビードＶａ，Ｖｂを着座させて支持固定する表側ビートシート１２，裏側ビードシート１３が形成されている。さらに、表側ビードシート１２と裏側ビードシート１３の間には、タイヤ装着時にタイヤＴのビードＶａを落とすために表側ビードシート１２よりも径が小さいウエル部１４が形成されている。そして、それぞれ径の異なる表側ビードシート１２とウエル部１４とを接続するようにウエル壁部１５が形成されている。

さらに、車両用ホイール１は、そのリム３の表側ビードシート１２の径方向内方に、中空状の空洞部２１と中実状の非空洞部２２とが周方向に連続して設けられている。また、この空洞部２１は、ほぼ全周に亘って形成されている。そして、非空洞部２２は、空洞部２１がほぼ全周に亘って形成されているから、環状に形成された空洞部２１を隔てるように形成されている。これにより、本実施例では、この非空洞部２２を隔壁２２ともいう。

リム３には、エアバルブ１０１を装着するために、ウエル壁部１５を含む非空洞部２２を通ると共に表側からタイヤ気室Ｗへ貫通するバルブ孔４１が形成されている。バルブ孔４１には、エアバルブ１０１を着座するための円形状の座面４２も形成されている。この非空洞部２２は、バルブ孔４１の孔断面および座面４２の断面よりも広い断面となるように形成されている。したがって、バルブ孔４１や座面４２が空洞部２１を貫通せず、該バルブ孔４１を空洞部２１に設けていない構造となる。これにより、車両用ホイール１では、バルブ孔４１の形状を一般的な車両用ホイールに用いられるエアバルブ１０１が取り付けられる形状とすることができる。すなわち、空洞部２１にバルブ孔４１が設けられたホイールに比して、気密性を確保するためのシール構造が複雑にならず、エアバルブ１０１の装着構造を簡略化することができる。

このような本実施例の車両用ホイール１によれば、表側ビードシート１２の径方向内方に中空状の空洞部２１と中実状の非空洞部２２とがホイールの周方向に連続して設けられ、該非空洞部２２はバルブ孔４１の孔断面によりも広い断面を持つと共に非空洞部２２にバルブ孔４１が設けられているから、空洞部２１にバルブ孔４１が設けられたホイールに比して、気密性を確保するためのシール構造が複雑にならず、エアバルブ１０１の装着構造を簡略化することができる。

次に、上述した本実施例の車両用ホイール１を製造するための製造方法について説明する。
本実施例の製造方法は、先ず鋳造により鋳造成形体を形成する鋳造工程を行い、続いて表側ビードシート１２、空洞部２１、および非空洞部２２を形成するための段部加工工程、スピニング加工工程、接合工程を行う。その後、製品形状に成形するための切削加工工程行い、さらにバルブ孔４１を形成するための孔加工工程を行う。尚、製造方法には熱処理工程、塗装工程、その他の加工工程などが適宜実施されるが、本発明の要部でなく、従来から用いられている方法を適用できるため、その詳細については省略する。

鋳造工程では、所定温度に加熱保持したアルミニウム合金の溶湯を、鋳造金型のキャビティに充填し、冷却した後、図示しない鋳造成形体を取り出す。この鋳造工程により成形される鋳造成形体は、車両用ホイール１に無駄肉が全体的に付いた形状となっている。この鋳造工程は、従来から用いられている高圧鋳造、低圧鋳造、重力鋳造などの鋳造方法を適用できるため、その詳細については省略する。

続いて、段部加工工程を行う。段部加工工程では、鋳造成形体の無駄肉を切削して取り除き、ホイールの中間成形体５１を成形する。このとき、表側フランジ１０の裏側位置であって、後工程で形成される表側ビードシート１２の外径よりもやや径方向内方の位置に、径方向外方へ向いた面と裏側へ向いた面とを持つ段差状の係合段部５８を全周に亘って、切削加工により形成する。こうして成形された中間成形体５１を図５（Ａ）に示す。ここで、説明を容易にするために、中間成形体５１にも車両用ホイール１の各構成が形成される部位と同じ名称および符号を記して説明する。中間成形体５１は、図示するように、リム３に、表側フランジ１０、ウエル部１４、裏側ビードシート１３，裏側フランジ１１，係合段部５８が形成されている。そして、ウエル部１４の表側フランジ１０寄りの部位には、該ウエル部１４の外表面から径方向外方へ突出する環状の縦壁５３が全周に亘って形成されている。また、リム３の表側フランジ１０と縦壁５３との間には、リム３の外表面から径方向外方へ部分的に突出した隔壁２２が形成されている。この隔壁２２は、係合段部５８と同じ外径となるように突出している。したがって、リム３の表側フランジ１０と縦壁５３との間の周方向の形状は、隔壁２２が形成された凸部とそれ以外の凹部とが周方向に連続して形状となる。尚、実施例では、前記凸部や凹部は段部加工工程で成形されるものとしたが、鋳造工程で成形されるものとしても良い。

続いて、スピニング加工工程を行う。スピニング加工工程では、スピニング加工（絞り加工）により縦壁５３を表側フランジ１０側へ折り曲げる。図５（Ｂ）にスピニング加工工程の様子を示す。このスピニング加工工程では、中間成形体５１をその中心軸線ＣＬを回転中心として所定回転速度で回転させながら、スピニング加工用のローラー状の折曲加工具（図示せず）を裏側から縦壁５３に押し付けて表側へ移動させることにより、該縦壁５３を折り曲げる。そして、縦壁５３の端部５３ａを、表側フランジ１０の係合段部５８に係止させる。

続いて、接合工程および切削加工工程を行う。接合工程では、スピニング加工工程により折り曲げた縦壁５３の端部５３ａと表側フランジ１０とを全周に亘って溶接し、これらを接合する。切削加工工程では、リム３を含む中間成形体５１の表面を切削加工し、所望の車両用ホイール１の製品形状に成形する。切削加工工程後の車両用ホイール１を図５（ｃ）に示す。図示するように、接合工程と切削加工工程によって、表側ビードシート１２やウエル壁部１５が形成される。さらに、表側ビードシート１２の径方向内方には、隔壁２２がある部分に中実状の非空洞部２２が形成され、隔壁２２が無い部分に中空状の空洞部２１が形成される。

続いて、孔加工工程を行う。孔加工工程は、エアバルブ１０１を装着するためのバルブ孔４１を切削加工により形成する工程であり、ウエル壁部１５を含む非空洞部２２を通ると共に表側からタイヤ気室Ｗへ貫通する孔を切削加工することによって形成する工程である。バルブ孔４１には、エアバルブ１０１を着座するための円形状の座面４２も形成される。ここで、鋳造工程や段部加工工程により形成される隔壁（非空洞部）２２は、バルブ孔４１の孔断面および座面４２の断面よりも広い断面となるように形成されるものとした。したがって、バルブ孔４１や座面４２が空洞部２１に貫通せず、空洞部２１にバルブ孔４１を設けない構造となる。これにより、本実施例の車両用ホイール１では、バルブ孔４１の形状を一般的な車両用ホイールに用いられるエアバルブ１０１が取り付けられる形状とすることができる。すなわち、空洞部２１にバルブ孔４１が設けられたホイールに比して、気密性を確保するためのシール構造が複雑にならず、エアバルブ１０１の装着構造を簡略化することができる。さらに、非空洞部２２にバルブ孔４１を形成しバルブ孔４１が空洞部２１に貫通しないことから、切削加工で発生する切り粉が空洞部２１内に入り込んで残留することを抑制できる。

このような本実施例の車両用ホイール１の製造方法によれば、非空洞部２２にバルブ孔４１を形成することから、空洞部２１にバルブ孔４１を形成する製造方法に比して、気密性を確保するためのシール構造が複雑にならず、エアバルブ１０１の装着構造を簡略化することができる。さらに、非空洞部２２にバルブ孔４１を形成することから、切削加工で発生する切り粉が空洞部２１内に入り込んで残留することを抑制できる。

上述した実施例の製造工程では、鋳造工程により隔壁２２を一体成形するものとしたが、鋳造工程で隔壁２２を形成せずに、隔壁２２に代えて別途成形した隔壁をスピニング加工工程の前に接合するようにしても良い。

上述した実施例の車両用ホイール１では、非空洞部２２は環状に形成された空洞部２１を隔てるように形成されるものとしたが、環状に形成された空洞部２１を隔てると共にウエル壁部１５がタイヤ気室Ｗ側から減肉された構造としても良い。これを別例の車両用ホイール６１として図６に示す。図示するように、ウエル壁部１５は、バルブ孔４１の周方向両側に一定の範囲で減肉されている。また、空洞部６６は、ウエル壁部１５の減肉された部位には形成されていない。さらに、バルブ孔の中心軸方向におけるリムの厚さは、空洞部６６よりも非空洞部６７の方が小さい。そして、この車両用ホイール６１には、エアバルブ１０１に代えて空気圧センサ付きエアバルブが取り付けられるものとした。一般的に空気圧センサ付きエアバルブは、エアバルブのタイヤ気室Ｗ側にウエル壁部１５に沿って所定厚さのセンサ部が存在する。この車両用ホイール６１では、ウエル壁部１５の減肉された部分によって、空気圧センサ付きエアバルブのセンサ部がタイヤ気室Ｗ側へ飛び出す量を小さくすることができる。また、空気圧センサ付きエアバルブのセンサ部の重量による車両用ホイール６１の重量バランスの偏りを抑制することができる。

本発明は、上述した実施例の構成や製造方法に限定されるものではなく、実施例以外の構成や製造方法についても本発明の趣旨の範囲内で適宜実施可能である。

１，６１ 車両用ホイール
３ リム
１０ 表側フランジ
１２ 表側ビードシート
２１，６６ 空洞部
２２ 非空洞部（隔壁）
４１ バルブ孔
５３ 縦壁
６７ 非空洞部
１０１ エアバルブ
Ｔ タイヤ
Ｖａ，Ｖｂ ビード

Claims (1)

1. タイヤのビードを支持する表側および裏側のビードシートと、該表側ビードシートの径方向内方に設けられエアバルブを装着するためのバルブ孔と、をリムに備える車両用ホイールの製造方法において、
   リムの外表面から径方向外方へ全周に亘って突出する環状の縦壁を形成し、リムの外表面から径方向外方へ突出しバルブ孔の孔断面よりも広い断面を持つ凸部と該凸部よりも外径が小さい凹部とをリムの表側フランジと前記縦壁との間にホイールの周方向に連続して形成する工程と、
   前記縦壁をリムの表側フランジ側へ折り曲げて該縦壁の端部を該表側フランジに全周に亘って接合することにより、折り曲げられた縦壁で構成される表側ビードシートと、折り曲げられた縦壁および前記凹部で構成される中空状の空洞部と、前記凸部で構成される中実状の非空洞部と、を形成する工程と、
   前記非空洞部に前記バルブ孔を切削加工で形成する工程と、
   を順次実行することを特徴とする車両用ホイールの製造方法。

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